11实验铁-邻二氮菲显色过程的UV-Vis光谱扫描正文

安徽科技学院教案安徽科技学院教案10试验一、铁-邻二氮菲显色过程的UV-Vis光谱扫描UV-Vis光谱，即紫外-可见光谱，它是测量物质构造的一种方法，常用于有机物质构造的鉴定。一、试验目的了解紫外可见分光光度计的构造、光谱扫描原理；把握紫外可见吸取光谱扫描的方法、操作；通过对铁-邻二氮菲显色过程的光谱扫描，理解光谱扫描的特点与应用。二、试验原理紫外-可见分光光度计的原理量物质对紫外可见光〔200~800nm〕的吸取程度〔吸光度〕和紫外可见吸取光谱来确定物质的组成、含量，推想物质构造的分析方法。其具有灵敏度高、应用广泛、操作简便快速的特点，并且仪器设备相对较简洁，本钱适中。紫外可见吸取光谱是与组成物质的分子的运动方式和不同的能级亲热相关的。<1>电子跃迁与分子吸取光谱e v 组成物质的分子，假设考虑其内部和分子自身的运动〔不包括平动〕的话，其运动可以分成三种形式，即内部价电子运动、内部原子在其平衡位置四周的相对振动和分子本身绕其质心的转动；对应于上述三种运动形式，导致分子具有三种不同类型的能级，EEEe v E=E+E+Ee v re v 一般说来，由于运动所涉及的质点的质量大小和运动的速度的不同，导致上述三种E>E>E。并且，上述三种能级也是呈现量子化分布的。由于各种〔见下页图所示e v <2>物质对光的选择性吸取及吸取曲线M为组成物质的原子，hυ表示光子所具有的能量〔h为普朗克常量，υ为光的频率，则物质对光的选择性吸取和激发的过程可以用下式表示M+hυ→M*

M+热基态 激发态 M+荧光或磷光ΔE ( E) EΔ1 2Δ 其中在基态和激发态的两个原子所具有的能量差为E=E-E=hΔ 2 1子是存在着选择性吸取的。A随λ变化的曲线即为紫外可见吸取光谱，见以下图所示。A(%)4CrO2- MnO-2 74440

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λ(cm-1)通过总结多种物质的吸光度曲线，我们可以知道，同一种物质对不同波长光的吸光λ

max其吸取曲线外形相像，并且λmax值不变。当物质不同时其分子构造不同，吸取曲线也不同，导致λ 值不同，因此上述现象可以作为物质定性分析的依据之一。max另外，有机化合物的紫外-可见吸取光谱是三种价电子跃迁共同作用的结果，即σπn电子三种电子的跃迁打算了其光谱的特性σ〔σ→σ*〕〔吸取波长<200nn电子的跃迁〔n→σ*〕属于中等强度吸取，吸取波长大致为150~250nm，大局部在远紫外区，近紫外区一般不易观看到；而π电子的跃迁〔π→π*〕所需能量较小，吸取波特长于远紫外区的近紫外端或近紫外区，吸取峰在200nm四周，属于强吸取；最终，含有杂原子的双键不饱和有机化合物能产生n→π*200nm。<3>物质吸光的定量依据朗伯特-比尔定律除了适用于固体透光材料外，其对液体透光物质也成立，在此时其相应的形式为A=εcLAcL的乘积成正比。其中εL·mol-1·cm-1定量测定的灵敏度。ε值越大，说明该物质在某特定条件的吸取力量越强，测定的灵敏度越高。同时，ε值是描述物质紫外可见吸取光谱的主要特征，也是物质定性分析的重要依据。铁-邻二氮菲的显色过程邻二氮菲的学名为1，10-pH2~9的溶液中，邻二氮菲和Fe2+会生成稳定的橘红色协作物，其反响式如下该协作反响的lgKf0=21.3510nmε510=1.1104L·mol-1·cm-1。邻二氮菲与Fe3+3:1lgKf0=14.1,因此在显色之前需用盐酸羟胺〔或抗坏血酸〕将全部的Fe3+复原为Fe2+，其反响式如下2Fe3++2NHOH==2Fe2++N↑+2HO+2H+2 2 2紫外-可见分光光谱测定试验的方法<1>紫外-可见分光光度计的构造现在常用的紫外-可见分光光度计是由光源、单色器、吸取池和检测器等部件构成，在最近几年的产品中，由计算机掌握台掌握仪器的操作的方式占了主流。(+)光源：其作用是在整个紫外光区或可见光谱区放射连续光谱，应具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。一般在可见光区是承受钨灯作为光源，其辐350~1000nm之间，在紫外区一般是承受氢、氘灯，它们可以放射180~360nm的连续光谱。(+)单色器：它是将光源放射的复合光分解成单色光并可从中选出一任波长单色光的光学系统。其包含入射狭缝、准光装置、色散元件、聚焦装置、出射狭缝等部件，其中色散元件通常就是棱镜或光栅，而棱镜是最常用的，在可见光区承受的是特种玻璃，而在紫外光区则需要承受石英晶体。(+)吸取池：主要有石英池和玻璃池两种。在紫外区须承受石英池，可见区一般用玻璃池。(+)检测器：常用的有硒光电池、光电管、光电倍增管和光电二极管阵列。(+)结果显示记录系统：信号经检测器检测后，经过特定的电路和接口发送到计算机掌握台，由掌握台端软件实现对结果的显示和纪录。目前常用的紫外-可见分光光度计大都是双光束分光光度计，其原理是让一束通过参比溶液，一束通过样品溶液。它能够实现快速全波段扫描，并且可消退光源不稳定、检测器灵敏度变化等因素的影响，特别适合于构造分析。但是相应的仪器构造简单，价格较高〔如上页图所示。<2>铁-邻二氮菲在显色过程中的紫外-可见分光光谱的变化原理不同浓度的同一种物质，在某肯定波长下吸光度A有差异，在最大吸取波长λmax处吸光度A的差异最大。此特性可作为物质定量分析的依据。邻二氮菲亚铁协作物浓度在5.0mg·L-1依据吸取定律，可利用校准曲线法进展定量测定。三、试验设备及用品普析通用双光路紫外可见〔UV-Vis〕光谱仪、石英比色皿、容量瓶、秒表。100μg·mL-10.12%〔颖配制、10%盐酸羟胺水溶液〔颖配制HAc-NaAc缓冲溶液pH=4.四、试验步骤1g·m-1铁标准曲线的配制100μg·mL-110.00mL100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至规定刻度，摇匀。铁标准溶液的显色过程450mL10.0μg·mL-10.001.002.00、3.0010%1mL2minHAc-NaAc缓5mL，0.12%2mL，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。待测液铁含量的测定依据上述绘制标准曲线一样的操作方法